基于遥感影像的城市热岛容量模型及其应用——以北京地区为例

城市热岛的定量化分析对于客观刻画热岛的物理特征、了解其对城市人居环境质量的影响等具有重要意义.针对区域尺度上城市热岛遥感研究缺乏定量、有效衡量指标的状况,为充分反映热岛信号的空间变化特征,按照热岛检测-热岛信号函数模拟-热岛容量建模的思路,建立了城市热岛容量模型.以北京城市热岛为对象的应用实例证明该模型能够综合热岛强度和热岛面积等多方面信息,满足城市热岛定量化分析的需求.研究结果表明,由于不同主导因子的影响,北京城市热岛存在显著的昼夜和季节差异.     

热惯量填图与冻土研究

详细地介绍了热惯量填图技术在多年冻土研究中的应用。研究中利用MODIS~星图像的数据,借助热惯量方法对青藏高原东北部的多年冻土进行了分析。其结果表明,由热惯量图像所圈定的冻土范围与常规野外调查方法的结果极为吻合。     

中国地区MODIS地表反照率反演结果的时空分布研究

应用2003—2015年MODIS地表反照率反演质量数据MCD43A2,统计分析中国地区MODIS地表反照率反演质量的时空分布特征,结果表明:1)中国地区MODIS地表反照率反演质量在空间分布上具有明显的差异,高质量全反演结果(质量标记0)主要分布在东北、华北、西北地区和西南地区的中西部;当量反演结果(质量标记3)主要分布在华东、华中、华南地区和西南地区的中东部;填充值(质量标记15)主要分布在华中、华南、华东地区及西南地区的部分区域。2)在东北、华北和西北地区,只有春、夏和秋季才有超过60%的区域可能获得高精度MODIS地表反照率;可能获得高精度M ODIS地表反照率的区域,在西南地区全年各时段都只有40%~60%,在华东、华中和华南地区全年各时段都不足20%。3)各地当量反演结果的比例一般不足50%,华东和华中地区夏季和秋季当量反演结果的比例超过40%;4)华中和华东地区夏季和冬季,以及华南地区春、夏和冬季,填充值的比例超过50%,华南和华中地区最高甚至超过80%。     

斯里兰卡海域马林鱼(Makira sp.)的丰度与海表温度之间的关系

马林鱼（Makira sp.）是斯里兰卡一种有名的海洋鱼类.为了降低在近海区域捕获马林鱼的成本,研究马林鱼的丰度是否受温度的影响十分重要.因此,对2~13.5°N,76.5~88°E区域内2006年的Aqua/MODIS海表温度数据和从斯里兰卡国家水产资源研究和发展机构获取的2006年的马林鱼捕获数据进行了分析.通过对东北、东南、西北和西南海域的数据分别绘图,分析海表温度和鱼类供应的时空变化以及它们之间的关系.研究结果显示：马林鱼最大的鱼获产量区域位于斯里兰卡海域的西部海域;渔业单位捕捞量随着海表温度变化而变化;捕获马林鱼最大频率的海域海表温度为27~28℃.根据经验累积分布频率（ECDF）分析的结果,渔获率与22~31℃海表温度之间有着显著的关系,尤其与26~31℃海表温度的关系最为显著.对于不同的区域,捕捞马林鱼最合适的时间也不同,东北海域的3—5月和7—10月、西北海域的2—6月和8—9月、东南海域的2—7月和9—12月以及西南海域的3月—次年1月均适合马林鱼的捕捞.     

联合星载毫米波雷达和中分辨率光谱成像仪的云底高度反演

云底高度是云重要的宏观物理参数。本文基于MODIS和CPR探测得到的可见光、红外和毫米波数据,提出了用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和BP神经网络反演云底高度的新方法,并以相对湿度阈值法处理探空资料所获取的云底高度为基准,对PCA-BP法和CloudSat产品获取的云底高度进行了对比分析。结果表明:对绝大部分类型的云,PCA-BP法的反演偏差小于CloudSat产品。PCA-BP法和CloudSat产品反演的云底高度在夏季偏低,在其他季节偏高,且PCA-BP法与探空仪的均方根误差在所有季节均小于CloudSat产品,两者反演的云底高度具有一致的季节特征,即夏高冬低。PCA-BP法和CloudSat产品所获取的云底高度随纬度升高有减小趋势,在不同地区,两者具有不同的反演效果,反演误差随纬度升高而逐渐减小,对比结果说明了PCA-BP法反演云底高度具有一定的可行性。     

基于MODIS的青藏高原湖泊透明度遥感反演

湖泊透明度是湖泊水体性质的一个重要参数,是湖泊浮游生物和进入湖泊的有机和无机颗粒溶解程度的综合反映,对湖泊生态环境研究具有重要的科学及实践意义。遥感影像是获取面积广、时间长的湖泊透明度的重要手段,但由于实测数据缺乏,目前对青藏高原地区湖泊透明度的遥感反演研究相对不足。本文基于青藏高原地区24个湖泊实测透明度SD(Secchi Depth)值和相应的MODIS遥感影像,建立了该地区湖泊水体透明度SD值MODIS遥感反演模型。结果表明：基于MODIS绿色波段B4的单波段幂函数模型在该地区反演效果最好,精度较高(R2=0.91, N=24),并具有较好的稳定性。以当惹雍错为例,选用该模型反演得到湖泊透明度的时间变化序列,发现该湖存在明显的季节波动和较为明显的年际变化。初步分析得出,降水/融水季节的湖泊透明度与湖泊所在流域的降水率具有密切的关系。本文结果表明,利用遥感手段能够有效地开展青藏高原地区湖泊透明度的反演,可为进一步深入研究该地区湖泊透明度及其影响要素奠定基础。     

Mapping fire regimes in China using MODIS active fire and burned area data

Relatively little is known about vegetation fire regimes in China. In this study, we investigated fire regime characteristics and their potential drivers, utilizing information extracted from the MODerate resolution Imaging Spectrometer (MODIS) satellite. Twelve fire regime variables were selected and computed on a regular grid over all of China, using MODIS burned area and active fire data during the period 2001 to 2016, to identify fire incidence and its inter-annual variability, seasonality, intensity, fire size distribution and vegetation types affected by fire. The variables were normalized and clustered to define six fire regimes with distinctive fire attributes. Results show that 78.6% of the land in China was affected by fire during the study period. The barren or sparsely vegetated lands of western China are nearly fire-free. Active fires were observed in Central China, but area burned was not detectable from MODIS. Forest fires in northeastern China are relatively large, infrequent, with a short fire season that peaks in non-winter seasons and higher inter-annual variability, implying a high likelihood of accidental causes. In contrast, forest fires in southern China are relatively small, frequent, with a long fire season that peaks in non-summer seasons, and lower inter-annual variability, suggesting regular use as a land management tool. Low inter-annual variability and low fire intensity were associated with cropland fires, whereas grassland fires generally exhibit the opposite traits. We have also discussed the potential drivers of each fire regime characteristics.     

基于分形插值技术的MODIS资料几何纠正方法

在讨论了MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,中分辨率成像光谱仪）遥感图像几何畸变的成因后,引入了利用MODIS数据间的互补性去除这种“双眼皮”现象的概念,其后采用了分形插值的方法对数据进行重采样。在与其它几何纠正和插值方法进行对比的结果表明,该方法能较好地去除边缘重叠影响,并能保持原有云图的特征和信息,对MODIS资料数据的后续反演工作有一定意义。     

台湾海峡及周边海区MODIS气溶胶光学厚度有效性验证

大气气溶胶通常是指悬浮在大气中直径小于10μm的液态或固态的微小粒子.对流层气溶胶是陆地-大气-海洋系统的重要组成部分.它通过直接或间接辐射强迫强烈地影响着地-气系统的辐射收支平衡,进而影响全球环境和气候,是气候变化研究的一个重要因子.气溶胶光学厚度是气溶胶最重要的参数之一,是表征大气浑浊度的重要物理量,也是确定气溶胶气候效应的一个关键因子和大气模型的一个重要参量[1].探测气溶胶光学厚度可以采用陆基探测方法,如太阳辐射计、天空辐射计、日射强度计等,也可以采用卫星遥感观测的方法.     

SeaWiFS和MODIS叶绿素浓度数据及其融合数据的全球可利用率

对2001年Sea WiFS和MODIS叶绿素浓度数据的全球可利用率进行了定量分析，二者在全球范围的变化趋势一致，年平均可利用率分别为12．4％和13．6％，其中MODIS叶绿素浓度的可利用率略高于SeaWiFS。利用小波变换方法对二者进行数据融合，经分析：SeaWiFS／MODIS叶绿素浓度融合数据相对于单一传感器数据提高了全球可利用率，其年平均为20．50％；融合数据保持了较高空间分辨率MODIS数据的海洋特征；融合数据与实测值比较，差值的均值和标准偏差分别为0．16mg／m^3和1．07mg／m0（SeaWiFS：0．46mg／m^3和2．22mg／m^3，MODIS：0．13mg／m^3和0．82mg／m^3）。与MODIS和Sea WiFS相比。融合数据接近MODIS优于SeaWiFS。结果表明小波变换方法用于SeaWiFS和MODIS叶绿素浓度数据融合的有效性。